阿斯图微卫星姿态控制系统设计

摘要

阿斯图微卫星是一颗由哈尔滨工业大学牵头研制,在中俄工科大学联盟(ASRTU)合作框架下研制的一颗12U立方星,本文针对阿斯图微卫星任务进行了姿态控制系统设计及仿真分析.首先介绍了阿斯图微卫星的控制指标,通过指标分解确定了姿态敏感器及执行机构的主要性能指标.接着,根据星上敏感器的配置情况,设计了多种定姿和控制方案,并对各控制模式间的切换逻辑进行了设计.卫星姿态确定采用了基于陀螺和星敏感器的扩展卡尔曼滤波算法,姿态控制采用了偏差四元数和偏差角速度反馈的PD控制方法.仿真结果表明:星敏感器有效时,姿态确定精度优于20″,姿态指向精度优于0.05°,稳定度优于0.01(°)/s,能够满足阿斯图立方星的任务要求.